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Nuevas Tecnologías
CAMPOS DE ENERGÍA
AGROVOLTAICA, ALTA PRODUCTIVIDAD Y MÁS VENTAJAS
Estabilizar y aumentar los rendimientos de las cosechas agrícolas así como reducir o evitar malas cosechas en períodos cada vez más secos, lograr el ahorro de agua y la reducción de la erosión eólica hasta el aumento de la resistencia de los cultivos ante el granizo y las heladas, son algunos de los beneficios de un sistema agrovoltaico.
Hoy en día, el desarrollo de la tecnología de producción agrovoltaica avanza rápidamente a través de la implementación de tres métodos diferentes; uno que consiste en establecer los cultivos entre paneles solares colocados en el suelo; otro donde se montan paneles solares sobre pilotes para que los cultivos crezcan debajo de ellos; y el ultimo que implica la adaptación de paneles solares en el techo de un invernadero. En el aspecto socioeconómico, esta moderna tecnología promueve la creación de valor en las regiones implementadas e impulsa el desarrollo rural, ya que los proyectos pueden ser gestionados de manera descentra-
lizada por agricultores, comunidades y PYMES, lo que ocasiona ingresos adicionales. Por el lado de los insumos, los vínculos entre la energía y los sistemas agroalimentarios se han fortalecido a medida que la agricultura se ha vuelto cada vez más intensiva en el uso de fertilizantes químicos, el riego y la maquinaria. En las actividades posteriores a la cosecha, como el almacenamiento, el procesamiento y la distribución de alimentos, el consumo de energía es aún mucho mayor. Otro resultado favorable es el impulso al desarrollo, pues con energía eléctrica se da viabilidad a instalación de servicios básicos, como la cocina, el suministro de agua, servicios de salud, comunicación y educación, en las regiones más apartadas y pobres del mundo.
Con la creación de parques solares las superficies destinadas a la producción agrícola pueden aprovecharse simultáneamente para el cultivo de plantas y para la generación de electricidad solar. Esto aumenta la eficiencia de la superficie: crece la producción de electricidad solar y al mismo tiempo se mantienen y aprovechan terrenos fértiles para la agricultura. La fotovoltaica y la fotosíntesis no compiten, sino que se complementan. Este concepto innovador permite aprovechar por partida doble las superficies agrícolas y ayudar así a la transformación del sistema energético. Además de permitir generar electricidad con cero emisiones y al mismo tiempo producir alimentos, esta opción aporta protección a los cultivos contra sequías e influencias atmosféricas, como daños por granizo o lluvias intensas ya que la sombra parcial que proporcionan los módulos solares a las superficies agrícolas reduce la evaporación y puede sustituir a las costosas redes antigranizo o túneles de plástico. Proteger adecuadamente perales, por ejemplo,requeriría de módulos fotovoltaicos en cúpulas estratégicamente seleccionadas. Esto tiene el agradable efecto secundario de que durante cierto tiempo, haya sombra entre las filas de los árboles, a la vez que estos están protegidos contra el granizo. En este caso sería recomendable colocar los módulos a una altura de 4,6 metros, dependiendo de la altura de la maquinaria agrícola que se utiliza comúnmente en los cultivos en cuestión. La elección de células de silicio u otro material dependería de la situación económica.
Por otra parte, en zonas alejadas de la red eléctrica, la energía generada en esos parques de energía agraovoltaica puede ser usada para la obtención y el tratamiento de agua y, al mismo tiempo, reducir la necesidad de agua de riego gracias a la sombra que proporciona a los cultivos. Esto contrarresta la tendencia hacia la desertización y el deterioro de la calidad del suelo. Los parques solares insyalados en campo abierto también pueden ofrecer un valioso hábitat para la flora y la fauna. Un mantenimiento extensivo y cuidadoso crea y mantiene en los suelos, a menudo pobres en nutrientes, excelentes biotopos para plantas e insectos. Esto, a su vez, mejora la oferta alimentaria para pájaros y murciélagos. Sin embargo, los costos de inversión pueden ser altos por lo que es necesaria una buena orientación de los módulos y a que la instalación debe diseñarse específicamente para el lugar. Según el Instituto Fraunhofer, con un coste de producción de energía de entre 7 y 12 céntimos por kWh, ya está en condiciones de competir con otras fuentes de energía renovables.
La tecnología de producción agrovoltaica ya se utiliza de manera dinámica en casi todas las regiones del mundo. Según el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar, programas de subsidios gubernamentales implementados en Japón (2013), China (2014), Francia (2017) y Estados Unidos (2018), entre otros, han aumentado la capacidad agrovoltaica instalada a nivel mundial de aproximadamente 3 MWp a casi 3 GWp entre 2012 y 2019. Para México, uno de los países con mayor irradiación solar del mundo y décima potencia exportadora de alimentos, la implementación de la tecnología agrovoltaica implica la oportunidad de lograr sus metas sin arriesgar la seguridad alimentaria nacional y ayudar, al mismo tiempo, al desarrollo de las comunidades más pobres del país. Estudios llevados a cabo por reconocidas instituciones han encontrado que en las instalaciones agrovoltaicas la sombra y la consiguiente reducción de la evaporación pueden conseguir hasta un 40% más de rendimiento en los cultivos de tomate y algodón.
En invernaderos, los techos pueden ser cubiertos con paneles fotovoltaicos que, además de cumplir con la función propia del invernadero, generan energía. La energía solar está registrando progresos en varias áreas, entre ellas la denominada energía agrovoltaica, que combina las buenas prácticas agrícolas con la moderna tecnología solar con el objetivo de producir electricidad de forma limpia, mejorar el uso de los terrenos agrícolas e incluso reducir el consumo de agua. En China los invernaderos con tejados cubiertos con placas fotovoltaicas ofrecen resultados de elevado interés. Es el caso del proyecto piloto que se lleva a cabo en Yang Fang, en la provincia de Guizhou, donde se han realizado espectaculares invernaderos cubiertos de placas solares. China tiene prevista una inversión equivalente a casi 300 millones de dólares en los próximos tres años para alcanzar una potencia instalada de 150 MW en invernaderos con techo fotovoltaico. El profesor Jinlin Xue, de la Universidad Agraria de Nanjing (China), ha analizado el crecimiento en este sector específico y detalla las condiciones necesarias para su desarrollo equilibrado en un artículo publicado el mes pasado por la revista especializada Journal of Renewable and Sustainable Energy. “La energía fotovoltaica ha mostrado un drástico aumento en los últimos años, y los invernaderos fotovoltaicos, como los nuevos modos de generación de energía fotovoltaica distribuida combinada con invernaderos agrícolas, pueden obtener beneficios de la generación de energía fotovoltaica además de los ingresos de las plantaciones agrícolas”, destaca el profesor Jinlin Xue quien también ha analizado la reducción de los costes. Reducir el precio de las placas y recortar los intereses bancarios, facilitan la inversión en esta nueva aplicación. En lo que se refiere al cálculo de los costos para estimar las posibilidades reales de desarrollo de esta modalidad, hasta ahora, el mayor problema ha sido el precio de las placas solares y la falta de recursos económicos de los agricultores para invertir en este tipo de invernaderos de producción de electricidad. Los estudios indican que es preferible recurrir a limitadas extensiones de terreno, pues de lo contrario la inversión es demasiado elevada. Jinlin Xue sostiene que limitar el tamaño de los invernaderos puede permitir invertir en ellos y destaca los beneficios sociales y ambientales que pueden derivarse de esta nueva aplicación de energía renovable. Para todo ello es clave el apoyo del sistema bancario, que bien puede destinar créditos en esta área. Los estudios de viabilidad económicos son auspiciosos, pues la rentabilidad ofrece márgenes para recuperar la inversión inicial, ya que – incluso en otros países – las horas de sol permiten producir energía que conectada a la red de distribución puede ser vendida del productor al sistema.
El desarrollo de fuentes de energía renovables es una necesidad para reducir la dependencia de los combustibles más contaminantes, como los hidrocarburos
